מערכת הדלק של המנוע ומאיידים

תפקיד מערכת מינון הדלק

מערכת מינון הדלק (Fuel metering) צריכה לספק למנוע את כמות הדלק הנכונה ביחס לכמות האוויר שנכנסת – בכל מצב: התנעה, סרק, האצה, הספק מלא, וגבהים שונים. שתי השיטות העיקריות במנועי בוכנה הן מאייד והזרקת דלק.

עקרון הוונטורי

המאייד מבוסס על ונטורי (Venturi) – היצרות בצינור היניקה. כשהאוויר עובר בהיצרות, המהירות שלו עולה והלחץ שלו יורד (עקרון ברנולי). פיית הדלק הראשית (Main discharge nozzle) נמצאת בצוואר הוונטורי. ההפרש בין הלחץ באמבט הדלק (לחץ אטמוספרי) ללחץ הנמוך בצוואר דוחף דלק לזרם האוויר.

ככל שיותר אוויר זורם, הלחץ בצוואר יורד יותר ונשאב יותר דלק – כך המאייד ״מודד״ את האוויר ומוסיף דלק בהתאם.

מאייד מצוף (Float-type carburetor)

הסוג הנפוץ במטוסים קלים. בדרך כלל מאייד בזרימה כלפי מעלה (Updraft) – מותקן מתחת למנוע.

מערכות המשנה של המאייד

פתח אוויר מעורב (Air bleed)

כמות קטנה של אוויר נכנסת לצינור הדלק לפני הפייה. היא שוברת את הדלק לטיפות קטנות (אמולסיה) ומשפרת את האידוי, ומפחיתה את ההשפעה של שינוי בגובה הדלק.

למה מרזים בגובה

ככל שעולים, צפיפות האוויר יורדת. המאייד מודד לפי מהירות הזרימה, ולכן ממשיך לספק כמעט אותה כמות דלק לכמות קטנה יותר של אוויר (במשקל) – התערובת נעשית עשירה מדי. הטייס מרזה בעזרת בקרת התערובת.

קרח מאייד (Carburetor ice)

קרח במאייד נוצר בשני מנגנונים:

1. קירור מאידוי הדלק: האידוי של הדלק סופג חום מהאוויר.
2. קירור מהתפשטות: הלחץ יורד בוונטורי והאוויר מתקרר.

יחד הם יכולים להוריד את הטמפרטורה בכ-30°C ויותר. קרח יכול להיווצר גם בטמפרטורה חיצונית של 20°C ויותר, כשהלחות גבוהה. הקרח נוצר בעיקר בוונטורי ועל שסתום המצערת.

סימנים: במנוע עם מדחף קבוע – ירידה בסל״ד. במנוע עם מדחף בעל מהירות קבועה – ירידה בלחץ הסעפת (MAP), בלי שינוי בסל״ד.

מניעה: חימום מאייד (Carburetor heat) – אוויר חם מסביב לסעפת הפליטה, שנכנס דרך שער במקום אוויר מסונן. כשמפעילים אותו:

• הסל״ד יורד מעט – כי האוויר החם פחות צפוף (והתערובת מתעשרת).
• אם יש קרח, הסל״ד יורד ואז עולה כשהקרח נמס.
• האוויר החם לא מסונן – לכן לא משתמשים בו בקרקע ליד אבק, מעבר לבדיקה הקצרה.

אוויר חלופי במנוע עם הזרקה

במנוע עם הזרקת דלק אין ונטורי, ולכן אין קרח מאייד. כן יכול להיווצר קרח במסנן האוויר או בפתח היניקה. מותקן שסתום אוויר חלופי (Alternate air), לרוב עם פתיחה אוטומטית במגנט או בקפיץ אם המסנן נחסם.

מאיידי לחץ (Pressure carburetors)

במנועים גדולים (בעיקר כוכביים) משתמשים במאיידי לחץ. הדלק מגיע בלחץ ממשאבה, ושסתום מינון נשלט על ידי סרעפות (Diaphragms) שמרגישות את זרימת האוויר (Venturi suction) ואת צפיפות האוויר (Impact pressure). הם לא תלויים במצוף, ולכן עובדים גם בתמרונים ובטיסה הפוכה, ופחות רגישים לקרח.

בקרת תערובת אוטומטית (Automatic mixture control – AMC)

ביחידות מסוימות מותקנת בקרה אוטומטית שמשתמשת במפוח (Aneroid bellows) שמתכווץ ומתרחב לפי הלחץ והטמפרטורה, ומשנה את זרימת הדלק בהתאם לצפיפות האוויר.

אחזקת מאייד

• כוונון סרק: כוונון מהירות סרק (בורג עצירת מצערת) וכוונון תערובת סרק (Idle mixture). בודקים בהרצה עם בדיקת עליית הסל״ד לפני הכיבוי.
• גובה מצוף: נמדד לפי ספר היצרן כשהמאייד הפוך או בעמדה מסוימת. מצוף גבוה מדי – תערובת עשירה והצפה; נמוך מדי – תערובת רזה.
• מצוף דולף: מצוף פליז דולף ייתמלא דלק, ישקע ויגרום להצפה. בודקים על ידי טבילה במים חמים – בועות מראות דליפה.
• בדיקת מסננת דלק (Finger screen) בכניסה למאייד.
• בדיקת חיבורי בקרות: מהלך מלא של המצערת ושל התערובת, עד המעצורים, עם קפיץ החזרה במצערת אם נדרש.

מערכת הדלק עד המנוע – בקצרה

במטוסים עם כנף גבוהה הדלק זורם בכבידה. במטוסים עם כנף נמוכה יש משאבת דלק מונעת מנוע ומשאבת עזר חשמלית (Boost pump) להתנעה, להמראה ולנחיתה, וכגיבוי.

• מסננת ראשית (Gascolator / Main strainer): בנקודה הנמוכה במערכת. בבדיקה לפני טיסה מנקזים ממנה דגימה – בודקים מים, לכלוך וצבע הדלק.
• בורר מיכלים (Fuel selector): בוחר מאיזה מיכל לצרוך.
• מד לחץ דלק ומד זרימה.

תקלות אופייניות

מאיידי לחץ – פירוט

• הדלק בלחץ ממשאבה – לא תלוי במצוף.
• יחידת בקרה (Regulator unit) עם ארבעה תאים וסרעפות:
  • תא A – לחץ אוויר בכניסה (Impact).
  • תא B – ונטורי (Suction).
  • תא C – דלק מנומן.
  • תא D – דלק לא מנומן.
• כוח האוויר (A מול B) שווה לכוח הדלק (D מול C) – ושסתום כדורי מכוון את זרימת הדלק.
• בקרת תערובת אוטומטית – מפוח שמתקן לצפיפות.
• הדלק מוזרק אחרי המצערת – פחות קרח.
• משאבת האצה ושסתום העשרה.
• בעיקר במנועים כוכביים גדולים – היום נדירים.

בדיקת מערכת דלק של המנוע

• דליפות – צינורות, חיבורים, כתמי צבע (צבע הדלק).
• מסננים – ניקוי, בדיקת חלקיקים.
• צינורות גמישים – גיל, סדקים, שרוולי אש.
• כבלי בקרה – מצערת, תערובת – מהלך מלא ומעצורים (״Springback״).
• משאבות – דליפות בפתחי ניקוז.
• ניקוזים – פתוחים.
• לחץ וזרימה בהרצה – לפי היצרן.

נקודות למבחן

• ונטורי – מהירות עולה, לחץ יורד, דלק נשאב.
• מערכת האצה – מונעת רזון רגעי בפתיחת מצערת.
• מרזים בגובה כי האוויר פחות צפוף.
• קרח מאייד יכול להיווצר גם ב-20°C עם לחות גבוהה.
• סימן קרח: מדחף קבוע – ירידת סל״ד; מדחף מהירות קבועה – ירידת MAP.
• אוויר חם במאייד לא מסונן.